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parte 1-6 percepcion.wmv https://www.youtube.com/watch?v=aB8K1eSJ67s
Contenido:
2. Aplicación de pigmentos en alimentos.
• 2.1 Teoría del color.
• 2.2 Pigmentos naturales.
• 2.3 Colorantes sintéticos.
3
Color
Sensación subjetiva resultado de:
Radiación electromagnética (400-700 nm)
Fisiológicas
Psicológicas
Color (componente físico)
• Fenómeno de superficie
Luz incidente
reflexión
Adsorción, reflexión, dispersión, transmisión
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Objeto opaco
Objeto traslucido
Un cuerpo opaco cuando absorbe gran parte de la luz que lo ilumina y refleja una parte más o menos pequeña.
Cuando el objeto absorbe todos los colores contenidos en la luz blanca, el objeto parece negro
Opaco: No deja pasar la luz.
Transparente: Deja pasar la luz sin difuminarla.
Translúcido: Deja pasar la luz difuminándola.
Interacción de la luz con la materia
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Absorción
Luz transmitidaIT
Reflexión(IR)
Reflectancia R = IR/IoTransmitancia T = IT/IoAbsorbancia A = - Log T/ Log Io/IT
La visión
traducir las vibraciones electromagnéticas de la luz en un determinado tipo de impulsos nerviosos que se transmiten al cerebro a través del nervio óptico.
•bastones: responsables de la percepción en blanco y negro, así como de la forma y del tamaño de los objetos
•conos: responsables de captar el color
Distribución de conos en la retina
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curvas de sensibilidad espectral de los tres tipos de conos para cada estímulo de color S= corto, M=medio L =largo
Sistemas de colores
Modos de color(identificación objetiva del color)
• Modelo de Albert Munsell (1858 - 1918) basado en: Tono - Saturación - Valor (HSV)
• ubica de forma precisa los colores en un espacio tridimensional.
Modelo de Albert Munsell • Matiz o Hue o color:
– permite diferenciar entre el rojo, el verde, el amarillo, etc. Dentro de un circulo cromático con una variación continua de un color al otro.
– Münsell definió al color rojo, amarillo, verde, azul y púrpura como matices principales y los ubicó en intervalos equidistantes conformando el círculo cromático. Luego introdujo cinco matices intermedios: amarillo - rojo, verde -amarillo, azul - verde, púrpura azul y rojo púrpura.
• Valor o chroma– Define la claridad de cada color o matiz.
– Este valor se obtiene mezclando cada color con blanco o bien negro y la escala varía de 0 (negro puro) a 10 (blanco puro).
• Intensidad:– Los colores de baja intensidad son llamados débiles y los de
máxima intensidad se denominan saturados o fuertes.
Modos o modelos de color
• RGB (modelo aditivo)
– se basa en la creación de colores mediante la adición de cantidades variables de luz roja, verde y azul.
• CMYK (modelo de color sustractivo)
– se basa en los tres colores primarios: cian, magenta y amarillo. Éstos se denominan colores sustractivos porque cuanto más color se agrega, más se acerca al negro.
RGB
Pantone® • Identificación de colores impresos con tintas o color
sólido
• Catálogo comercial de números cromáticos en función de la superficie o material en el que se va a aplicar el color:
• M para acabado mate,
• U y UP para papel texturado
• TC y TCX para tejidos
• Q para plásticos opacos
• T para plásticos transparentes .
Modelo Cielab La CIE (CommissionInternationale de l’Eclairage)
• Modelo estándar de medida.
• Cambia la forma de notación y representa un avance sobre los modelos anteriores
• Dimensiona la totalidad del espectro visible.
• Es independiente del dispositivo de salida,
• El componente de luminosidad (L) oscila entre 0 y 100. El componente a (eje verde - rojo) y el componente b (eje azul -amarillo)
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funciones de igualación o correspondencia del color y definen un observador estándar, denominado observador colorimétrico estándar CIE 1931 (CIE 1931 Standard Colorimetric Observer), al que se suele llamar observador de 2º.
Los valores del triestímulo XYZ análogos a los tres tipos de conos difieren entre sí sólo por su luminancia y constituyen el espacio CIE
CIE (XYZ)
• Modelo o espacio cromático
• Abarca todos los colores que puede percibir el ojo humano.
• Commission Internationale d'Eclairage
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Métodos para determinar el color
• Instrumentales
– Espectro de absorción
– colorímetros (Hunter Lab)
• sensoriales
Espacio de color L*, a*, b*, C*, h*
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Colorantes
Compuesto químico ya sea natural o sintético que tiene la propiedad de dar color.
Origen natural “pigmentos”
Sintéticos se les llama colorantes y lacas
20
https://www.youtube.com/watch?v=pCuSkoyID5I
Colorantes
• Naturales
– producidos, acumulados y extraídos de tejidos vegetales, tejidos animales y minerales
• Idénticos a los naturales:
– producidos por síntesis química,
– estructura idéntica a la de colorantes naturales.
• Sintéticos
– Producidos por síntesis química
– no se encuentran en fuentes naturales
Clasificación de colorantes naturalesGrupo Subgrupo
Isoprenoides CarotenoidesXantofilas
Tetrapirrólicos ClorofilasPorfirinasPigmentos hemo
Benzopiranos AntocianinasflavonasFlavonoidesTaninos
Polímeros complejos MelanoidinasCaramelos
Otros Iso-alorazinaFenalonBetalaínasAntraquinonaCarbónInorgánicos
Cromóforos
• Absorben selectivamente la luz visible debido a cambios en la energía molecular (resonancia)
• La absorción de energía luminosa induce un salto desde un estado energético basal o fundamental (E1) a un estado de mayor energía (E2)
• El color que percibimos corresponde a las longitudes de onda de luz que transmite
Los cromóforos se presentan en una de dos formas:
1. Sistemas conjugados pi.
Los niveles de energía que alcanzan los electrones son orbitales pi generados a partir de series de enlaces simples y dobles alternados, como sucede en los sistemas aromáticos.
Azoicos, licopeno, β-caroteno y antocianinas.
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2. Complejos metálicos
Surgen de la división de orbitales "d" al vincular metales de transición con ligantes o complejos metálicos.
clorofila, hemoglobina, hemocianina etc.
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Longitud de onda Color de luz que absorbe Color complementario
390-435 Violeta Verde -amarillo
435-480 Azul Amarillo
480-490 Azul verdoso anaranjado
490-500 Verde-azulado Rojo
500-560 verde Púrpura
580-595 Amarillo Azul
595-650 Anaranjado Azul verdoso
650-780 Rojo Verde azulado
Sintéticos
• Firmeza de color• Amplio intervalo de tinte• Bajo costo en su uso• Alta efectividad• Homogeneidad entre lotes• No presenta aromas o sabores
Pigmentos naturales
• Baja toxicidad
• Propiedades– Antioxidantes
– Antiinflamatorias
– Antivirales
– Antimicrobianas
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Ventajas y desventajas
• Produce efectos en la salud
• Carece de fuerza de color
• Presenta aromas y sabores no deseados
Pigmentos naturales• carotenoides• clorofilas• flavonoides• betalainas• taninos• mioglobina y hemoglobina• quinonas, xantonas, etc.
Sintéticos• Azo (mono, di y triazo) se caracterizan por poseer un grupo
cromóforo -N=N-
TartracinaAmarillo -anaranjado Azorrubina, carmoisinaAmaranto
Rojo cochinilla, rojo PonceauRojo 2GRojo AlluraNegro brillante Marrón
Azafrán
23 Colorantes con IDA establecida
• Amarillo alimentos 5, 3• Azorrubina, rojo alimentos 3• Azul brillante 2• Cantaxantina, carotenoides• Caramelo clase II, III, IV• Clorofilas cupricas• Curcuma• Rojo alimentos 13, FD&C 14• Extracto de annato• Extracto de cochinilla• Extracto de piel de uva (Antocianinas)• Indigotina, azul 2 FD&C• Luteína• Óxidos de hierro• Ponceau 4R, cochinilla A• Riboflavinas• Rojo Allura• Tartrazina• Verde alimentos 3
Colorantes que pueden ser utilizados de acuerdo con BPF
1. Azafrán
2. Carbón vegetal
3. Caramelo Clase I
4. Clorofilinas
5. Dióxido de titanio
6. Licopeno
7. Paprika
8. Rojo betabel
Pigmentos
• Tejido vegetal
plástidos
Vacuolas
• Tejido animal
• Solubilidad
o solubles en agua
o solventes orgánicos (asociados a lípidos)
Pigmentos naturalesfuente Agente activo
Achiote Bixina (carotenoide)
azafrán Crocetina (carotenoide)
betabel Betalaína
cúrcuma Curcuma
cochinilla Ác. Carmínico
Pimiento rojo Capsantina
enocianina Polimero de antocianina
zanahoria B-caroteno
cempasúchil Luteína
Plantas verdes clorofila
Pigmentos isoprenoides
• Estructura química
– 8 unidades de isopreno (C5H8)
– Tetraterpenoides (C40)
• Carotenos: hidrocarburos
• Xantofilas: carotenos con hidroxilo o ceto
• Cíclicos (1 o 2 anillos)
• Líposolubles
Carotenoides• Carotenos
–Cadenas isoprenoides
• Xantofilas– forma oxidada se
presentan como ácidos, aldehídos o alcoholes
Carotenoides• 420 compuestos
• color amarillo a anaranjado y rojo
• tejidos fotosintéticos (hojas, frutos, flores)
• Solubles en etanol, metanol y éter
• libres o disueltos en la fracción lípidica
– asociados a proteínas
– carbohidratos y ác. grasos
Xantofilas
• Hidroxil
– Criptoxantina
– Zeaxantina
– Luteina
– Capsantina
– Astaxantina
– Cantaxantina
• Epoxi
– Violaxantina
– Mutatoxantina
– Luteoxantina
– Auroxantina
– Neoxantina
• Dicarboxilico– crocetina
– bixina
CH3CH3CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3H3C
OHH3C
criptoxantina Physalis
Se encuentra en zonas amarillo del melón,nectarinas, manzanas, maíz, papaya, las guayabas, las naranjas (β-criptoxantina), también en alimentos de origen animal como la yemadel huevo y mantequilla.
Capsantina
O
HO
OH
Astaxantina• Crustáceos
• Asociada a proteínas
• Cocción provoca desnaturalización de la proteína y liberación de astaxantina
40
R
____________________
Crocina gentibiosa
Crocetina H
____________________
Azafrán (Croccus sativus L.)
Bixina o achiote
• E-160b colorante natural obtenido del árbol Bixa-orellana, comprende tres formas:
• Extracto crudo o annato
• bixina es la fracción liposoluble y
• norbixina la fracción hidrosoluble.
41
42
b-caroteno - zanahorias
Licopeno - jitomates
Luteina - cempasúchil
b-apo-8’-carotenal - sintético aprobado
Astaxantina - crustáceos
Cantaxantina - sintético aprobado
Astaceno - crustáceos
oxidación
Xantofilas o carotenos
Clorofila
• Pigmento porfirínico
• fotosintético
• Anillo de porfirina– 4 pirroles
– Unidos por puentes metino
– Ión Mg 2+
• Fitol (alcohol 20C)
Clorofila• Clorofila a, b, c y d
N
N
Mg
CH2
CH2
COOC20H39
CH3
CH3
CH2=CH
R
CH2CH3
N
N CH3
C OCH
COOCH3
Clorofila a R= CH3 metilo
Clorofila b R= CH=O formilo
Clorofila
• Cloroplastos asociada a lípidos, proteínas y lipoproteínas
• Insoluble en agua, soluble benceno, éter, acetona, etc)
• sensible a:– luz,
– O2 y peróxidos,
– T°
– pH y
– enzimas
Clorofila
Clorofila Clorofílina
Feofitina Feofórbido
-Mg -Mg
- fitol
- fitol
verde
verde olivo
pH ácido
pH álcalino verde brillantehidrosoluble
Marrónhidrosoluble
47
Betalaínas
Betalaínas
• Pigmentos glucósidos hidrosolubles
• Derivados de la 1,7diazoheptametina– Betacianinas (rojos)
– Betaxantinas (amarillos)
• Betabel (remolacha)
• Amaranto
• Tuna roja
• Pitaya
• Higos
50
Betacianinas
(rojo)la resonancia incluye
a los grupos R y R’
Betaxantinas
(amarillo)la resonancia no
incluyen a los
grupos R y R’
Estructura general
Betalaínas
• Autorizado por el Codex AlimentariusCommission (2004)
• Estables a pH entre 4 a 7, con un máximo entre pH 5 y 6, pero se ionizan en medio ácido y sufren cambios de color a un pH por debajo de 3.5
• En condiciones alcalinas el color cambia a amarillo oscuro por la degradación de betanina.
• Sensibles a la luz siempre y cuando también estén expuestas al oxígeno
Flavonoides (benzopiranos)
• Pigmentos amarillos
– Aglucona derivada de 2-fenilbenzopirona:• Flavonol, flavona, isoflavona, flavanona, flavononol, chalcona,
biflavonilos
– Azucar:• Glucosa, ramnosa, galactosa, arabinosa, xilosa, etc. unidas a los
C 7, 5 y 4’
Agluconas
O
OHO
HOO
OHO
HO
O
OHO
HO
OH
O
OHO
HO
OH
O
OHO
HO
flavona
flavonol
flavonona
flavononol
isoflavona
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flavandiolesflavonoles
isoflavonas
Flavonoides
• Color amarillo pálido:
• Peras, fresas, manzanas, cerezas, duraznos, naranjas, etc.
• Responsables de astringencia en té– Quercetina: cebolla y miel
– Kaempferina : Fresas
– Miricetina: uvas
– Herperidina: limones, naranjas, mandarinas
– Naringina: toronjas, naranjas amargas
Antocianinas
• Glucósidos de las antocianidinas
• Hidrosolubles
• Gama de rojos al azul
• Vacuolas de frutos, vegetales y cereales
• Funciones en la planta:– Atracción de
polinizadores
– Protección contra radiación UV
– Contaminación viral y microbiana
Pigmentos derivados del benzopirano
2- fenilbenzopirilium o ión flavilioA= anillos benzopiriloB= bencénico
Antocianidinas
A
B
Antocianinas
Esterificado con mono-di o trisacáridos: -- glucosa, galactosa, xilosa, rutinosa, gentobiosa, etc.
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Aglucón Sustitución glucosídica Acilación
en posiciones 3 y 5 (esterificación de grupos
OH de azúcares)
_________________________________ ______________________ ______________________
R1 R2
H H pelargonidina D-glucosa Acido cinámicos
OH H cianidina D-galactosa p-cumárico
OCH3 H peonidina D-xilosa ferrulico
OH OH delfinidina L-ramnosa cafeico
OCH3 OH petunidina L-arabinosa
OCH3 OCH3 malvinidina rutinosa Acidos alifáticos
soforosa acético
sambubiosa malónico
gentiobiosa succínico
Factores de color
• Sustituyentes químicos
OH en el anillo fenólico intensifican el color azul
Metoxilos intensifican el color rojo
• pH
– ácido : catión estable flavilio rojo (I)
– pH>5: base anhidra quinoidea azul (II)
– Básico: base carbaniol incolora (III)
Antocianinas
Rojo intenso (I)pH 2
Pseudo-base carbaniolFormas incoloras
Purpura (II)Base quinoidea
pH > 7
pH >5
pHácido : catión estable flavilio rojo (I)pH>5: base anhidra quinoidea azul (II)Básico: base carbaniol incolora (III)
Estabilidad de antocianinas
• Sensibles al calor
• Forman complejos o sales con:
– Na, K, Ca, Mg, Fe, Sn, Cu
• Son hidrosolubles y se pueden perder por lavado
• Evitar presencia de oxígeno
• Sulfitos tienen efecto decolorante
Proantocianidinas (PAC’s)
• Polimerización por oscurecimiento enzimático
• Pigmentos de elevado peso molecular
• Astringentes• Reaccionan con proteínas• Amarillo a café oscuro
– Manzana– Nuez de cola– Cacao– Té negro – vino
Taninos• Compuestos fenólicos incoloros o amarillo-café
• Contribuyen a la astringencia
• Antioxidantes
• Sustratos de oscurecimiento enzimático en café, cacao, té negro
Hidrolizables Condensados (Dímeros de antocianidinas)
(ácido gálico) (ácido elágico)
Mioglobina
• Proteína globular
• Soluble en agua
• Almacena O2
• 16945 Da
Fracción proteica Globina
Grupo hemo
Grupo hemo
N N
CH3
CH2
CH3
COO-
Fe2+
COO-N N CH
2
CH3
CH3
N
N
O2
-(His93
)-
El color depende de:
•estado de oxidación del Fe•ligando en la sexta posición•estado de la globina•presión parcial de O2
•pH
Mioglobina
Mioglobina
Rojo purpura Fe2+Oximioglobina
Rojo brillante Fe2+
Metamioglobina
Café Fe3+
Colemioglobina
verdeSulfomioglobina
verde
O2
OxOx
Red
OxRed
Red
Ox
Red
Ácido carmínico
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Dactylopius coccus Cochinilla granacactáceas del género Opuntia y Nopalea
O. ficus-indica
Ácido carmínico
69
kg de los insectos genera aproximadamente 50 g de carmín.
Aluminio o Calcio
complejo del ácido carmínico con aluminio
ácido carmínico
Rojo carmín (E-120, C.I. 75470, Natural Red 004)
• Originario de México y Mesoamérica, los aztecas lo llamaban nocheztli o sangre de nopal,
• se obtiene de la cochinilla hembra (Dactylous coccus, Costa) que vive en las pencas del nopal de tuna (Opuntia ficus-indica).
• En 1982, la FAO y la OMS, autorizaron el uso del carmín y derivados en alimentos
Rojo carmín (E-120, C.I. 75470, Natural Red 004)
• colecta y deshidratación de la cochinilla
• Extracción mediante con ácido sulfúrico
• Precipitación con de sulfato de potasio y aluminio (KAl(SO4)2•12H2O) y óxido de magnesio y calcio (CaMgO2), formando un complejo insoluble en agua (laca).
• El carmín hidrosoluble se obtiene solubilizado el complejo a pH alcalino, por adición de amoniaco, y posterior secado
Caramelización
• Ocurre a Temp. superiores al punto de fusión
• pH ácidos/alcalinos
• Se acelera con ácidos carboxílicos y sales
• Reacciones: – Deshidratación derivados furfural
– Polimerización melanoidinas
– Otras aldehídos, cetonas,pirazinas, etc
Caramelo
• Mezcla compleja compuestos en forma coloidal.
• Temperatura superior al punto de fusión
• Líquido o sólido café oscuro
• sabor a azúcar quemada/ amargo
• Soluble en agua
Caramelización: fragmentación
Azucares Ácidos sacáricos Furfural
melanoidinas
Furanos, furanonas,lactonasPironas, aldehídos, cetonasÁcidos, ésteres, pirazinas
O
O
OH
C2H5 O
O
OH
CH3
N
N CH3
CH3H3CN
N CH3
H3C N
N
CH3
CH2CH3
CH3
Etil-maltol maltol 2,3,5-trimetilpirazina 2,5-dimetilpirazina 2-etil5(6)dimetilpirazina
Amoniaco y SO2
• Favorecen la producción de pigmentos obscuros de elevado peso molecular
• Usos
– Bebidas de cola
Color
• absorbancia de caramelo al 0.1% (w/v) en agua,
• celda de 1-cm a 430 y 610 nm
• base al contenido de sólidos
Caramelo tipo I
• Simple o cáustico sin aditivos
• Estable en solución alcohólica al 75%
• Usos
– Tequila,
– Ron
– Etc.
Caramelo tipo II
• Sulfatado
• En presencia de ácidos o bases y SO2
• Usos
– Extractos vegetales
– Aderezos
– coñac
Caramelo tipo III (Amoniacal)
• En presencia de ácidos o bases y sales de Amonio
• Color oscuro e intenso
• Estable en soluciones salinas al 20%
• Estable a pH 3
• Usos– Cerveza
– Salsas y aderezos
– Productos horneados
Clase IV
• Sulfato- amonio
• En presencia de ácidos o bases, SO2 y sales de amonio
• Color oscuro e intenso
• Estable en soluciones salinas al 20%
• Estable a pH menor a 2
• Usos– Bebidas de cola
– saborizantes
Colorantes artificiales
Colorantes FD&C • Colorante puro en polvo o
gránulos (deben disolverse para su uso)
• Tinturas: disolución 85% colorante puros
Pigmentos de laca grado alimentario
• tinturas FD&C mezcladas con hidróxido de aluminio
• solubles en lípidos y en algunos solventes orgánicos
• Se suspenden en vehículos (glicerina, propilenglicol o la sacarosa), cubiertas duras de los caramelo, caramelos duros, chicle, chocolate, etc.
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Colorantes sintéticos
• FD&C (colors for use in foods, drugs and cosmetics)
• D&C (colors for use in drugs and cosmetics when in contact with mucous, membranes or ingested)
• Ext. D&C (colors for use in products applied externally).
Colorantes sintéticos aprobados para su uso en alimentos
FD&C Nombre común Clase química Límite máximo1
(mg/kg)
Amarillo 5 FD&C Tartrazina Azo 30-300
Amarillo 6 FD&C Amarillo ocaso Azo 30 a 300
Azul 1 FD&C Azul brillante Trifenilmetano 100-300
Azul 2 FD&C Indigotina Indigoide 6-500
Rojo 3 FD&C Eritrosina Xanteno 2-100
Rojo 40 FD&C Rojo Allura Azo 20-300
Verde 3 FD&C Verde rápido Trifenilmetano 100-500